[發明專利]一種基于盾構隧道襯砌結構的環縫自動識別方法

有效

• 申請號: 202011028530.9
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112036508B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 王子軒;樊勇;劉天祥;戎澤峰;劉旺軍;倪傳清;趙紅濤;王世秀;賀祎侃
• 申請（專利權）人: 上海京海工程技術有限公司
• 主分類號: G06V10/774
• 分類號: G06V10/774;G06V10/762;G06V10/75;G06T3/00;G06T7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于盾構隧道襯砌結構的環縫自動識別方法，其特征在于包括如下步驟：S1:使用移動掃描系統進行盾構隧道三維點云采集；S2:隧道內壁正射投影圖像生成；S3:螺栓孔特征識別；S4:盾構隧道縱接縫提取；S5:先驗結構模板環生成；S6:盾構隧道橫接縫提取;

所述S1步驟中，盾構隧道點云由移動掃描系統采集，點云包含三維坐標位置信息與強度信息；

所述S2步驟中，使用圓柱投影模型進行盾構隧道正射投影，生成隧道內壁正射影像圖；

所述S3步驟中，包含以下步驟：S31:?選取隧道圖像上包含螺栓孔的區域范圍，沿隧道里程方向進行采樣，計算相應點到斷面擬合橢圓中心的距離，同時為了剔除附屬設施遮擋影響，在同一斷面采樣點集中選取距離最大值作為當前斷面采樣距離，構成采樣點集合G；S32:利用螺栓孔設計寬度t_w與深度t_d作為閾值，對采樣點集合G中的點進行聚類分割算法，識別到全部t個聚類，構成聚類重心點集J；S33:點集J中包含兩類點，分別為螺栓孔聚類點J_1，隧道壁點J_2，對識別到的全部聚類重心使用寬度為6的滑動窗口計算窗口內聚類重心平均值k，將窗口內距離小于k的點作為隧道壁點J_2，將距離大于k的點作為螺栓孔點J_1，將全部J_1構成螺栓孔點集H；

所述S4步驟中，將全部理論接縫里程位置構成為l，遍歷選取螺栓孔點集H中點Hi，在l中遍歷查找距離Hi最近的點li，如果Hili，將Hi放入點集H_left，如果Hili，將Hi放入點集H_right，取H_left與H_right中距離最近的一對點p_l與p_r，則盾構隧道當前縱接縫位置p_h為：

?;

所述S5步驟中，包含以下步驟：S51:根據隧道實際情況，人工選擇1-3環接縫位置作為先驗位置信息，將第i環接縫位置構成點集O_i；S52:使用S3步驟中的算法提取第i環中的螺栓孔點集H_i，遍歷H_i中的螺栓孔，在點集O_i中尋找距離當前螺栓孔最近的接縫，儲存當前接縫與螺栓孔的位置關系索引h-oi存入位置關系索引集合HO_i；S53:將全部環的HO_i取并集，構成整體先驗結構模板環集合HO;

所述S6步驟中，按照0°~360°的旋轉角θ對待識別環i進行旋轉，將待識別環i采用S3步驟算法提取螺栓孔點集H_i，之后遍歷結構模板環HO中的螺栓孔集合，匹配查找H_i中各螺栓孔對應的結構模板環HO中方位角差最小的螺栓孔，計算當前旋轉角θ下平均角差δ，將全部θ取值下的δ加入平均角差集合φ，選取集合φ中最小的平均角差，得到對應的旋轉角取值θ_min，將待識別環i旋轉θ_min，遍歷查找H_i中各螺栓孔在先驗結構模板環HO中距離最近的模板螺栓孔，直接找到對應的橫接縫位置，如有重復的接縫位置則取平均值，作為最終的橫接縫位置p_z。